SAINT PANTALEON (71) Effondrement minier Cité de l Orme

Transcription

1 SAINT PANTALEON (71) Effondrement minier Cité de l Orme Avis du BRGM - Rapport final BRGM/RP fr Avril 2007

2 SAINT PANTALEON (71) Effondrement minier Cité de l Orme Avis du BRGM - Rapport final BRGM/RP FR Avril 2007 Étude réalisée dans le cadre des projets de Service public du BRGM 2007 BOU03 E. Bayle Vérificateur : Nom : O. Renault Date : 16 avril 2007 Signature : Approbateur : Nom : D. Dessandier Date : 26 avril 2007 Signature : Le système de management de la qualité du BRGM est certifié AFAQ ISO 9001:2000. I M AVRIL 05

3 Mots clés : fontis schistes bitumineux Effondrement minier Saint-Pantaléon - Autun - cavité En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : E. Bayle (2007) SAINT-PANTALEON (71) Effondrement minier Cité de l Orme Avis du BRGM, BRGM/RP FR rapport final, 22 pages, 5 illustrations BRGM, 2007, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l autorisation expresse du BRGM.

4 Synthèse A la demande d intervention de la Préfecture de Saône-et-Loire, deux géologues du BRGM ont examiné un effondrement localisé survenu sur une voie communale de la commune de SAINT-PANTALEON (71), associée à la commune d AUTUN. Son apparition a été constatée le 22 février Un effondrement du toit d une ancienne galerie minière à faible profondeur semble être à l origine du phénomène. Il n a pas été répertorié d autres évènements du même type dans les environs, bien que plusieurs mines ont été exploitées activement la région. Des mesures ont été proposées immédiatement et à plus long terme afin de limiter les risques, notamment le comblement de la cavité ouverte à ce jour et la réalisation d une étude géophysique autour des ouvrages existants. BRGM/RP FR Rapport final 3

5

6 Sommaire 1. Introduction Situation et modalités de l intervention Contexte géologique et hydrogéologique Contexte minier Désordres observés en février GEOMETRIE DES DESORDRES EN SURFACE GEOMETRIE DES DESORDRES EN PROFONDEUR OBSERVATIONS GEOLOGIQUES ET HYDROGEOLOGIQUES Evolution prévisible et recommandations Conclusions...17 Liste des illustrations Illustration 1 SAINT-PANTALEON (71) Plan de situation du fontis minier (extrait de la carte IGN 1/25 000)...9 Illustration 2 SAINT-PANTALEON (71) - Localisation du fontis minier et des enjeux à proximité du site (extrait du plan cadastral, échelle d origine 1/2000)...10 illustration 3 SAINT-PANTALEON (71) - Extrait des cartes géologiques à 1/ n 551, 552 et Illustration 4 - SAINT-PANTALEON (71) - Extrait du plan des galeries de la concession minière des Telots (1956) Illustration 5 : SAINT-PANTALEON (71) - Schéma de l emprise de la cavité (vue en plan). La hauteur de plafond de la cavité est également indiqué (h, en mètres)...14 Liste des annexes Annexe 1 Planches photographiques...19 BRGM/RP FR Rapport final 5

7

8 1. Introduction A la demande de la préfecture du département de Saône-et-Loire (71), deux spécialistes du BRGM, Mrs O. Renault (SGR Rhône-Alpes) et E. Bayle (SGR Bourgogne-Franche-Comté) se sont rendus sur le site de la Cité de l Orme à SAINT-PANTALEON, commune associée à celle d AUTUN, le jeudi 22 février Sur place étaient présents M. Blondeau (Entreprise FERTIS, exploitant de la voie ferrée), M. Boris (SNCF-Division Hydraulique Ouvrages en Terre), Mme DEBRET (SNCF-Pôle Régionale Ingénierie) et M. Burland (Responsable Travaux de la ville d Autun). L objectif de la visite était de déterminer le type de phénomène et la nature des risques encourus, leurs évolutions prévisibles et de préconiser d éventuelles mesures de mise en sécurité, notamment vis-à-vis des ouvrages à proximité. BRGM/RP FR Rapport final 7

9

10 2. Situation et modalités de l intervention Sur site, il a été observé un fontis ouvert (dimensions : 90 cm x 60 cm) sur la chaussée de la voie communale longeant la voie ferrée Etang-sur-Arroux / Santenay sur la commune de SAINT-PANTALEON (71), au lieu-dit Cité de l Orme. La voie ferrée longe également la route nationale RN 81. N Fontis minier Illustration 1 SAINT-PANTALEON (71) Plan de situation du fontis minier (extrait de la carte IGN 1/25 000) BRGM/RP FR Rapport final 9

11 Ce phénomène s est produit dans la journée du 21 février 2007, après le passage d un camion sur cette voie communale. Le fontis s est ouvert face au chemin des Telots (cote approximative : 300 m NGF). Il occasionne la fermeture de la voie communale. N Site d étude : fontis 0 40 m Illustration 2 SAINT-PANTALEON (71) - Localisation du fontis minier et des enjeux à proximité du site (extrait du plan cadastral, échelle d origine 1/2000) 10 BRGM/RP FR Rapport final

12 3. Contexte géologique et hydrogéologique D après les cartes géologiques à 1/ (Autun, n 551 ; Le Creusot, n 552 ; Lucenay-L Evêque, n 524) et la visite du site, le contexte géologique est le suivant : Schistes bitumineux (Autunien Inférieur) recouverts par une faible épaisseur (quelques mètres) d alluvions sableuses. La profondeur exacte de la nappe alluviale de l Arroux n est pas connue au droit du site. Le fond de la cavité n étant pas inondé, elle se situe vraisemblablement au-delà de 7 m de profondeur. Les schistes peuvent être fracturés, occasionnant une perméabilité par les fractures. N Fontis minier Illustration 3 SAINT-PANTALEON (71) - Extrait des cartes géologiques à 1/ n 551, 552 et 524. BRGM/RP FR Rapport final 11

13 4. Contexte minier Les schistes bitumineux ont été activement exploités sur cette partie de la commune par des mines souterraines et sur plusieurs niveaux, notamment par la Mine des Télots et par la concession dite de Surmoulin. Ces travaux ont définitivement été stoppés en La Ville d Autun a pu mettre à la disposition du BRGM un plan des galeries de la concession minière des Télots, dont un extrait est joint ci-dessous. Galeries souscavant la RN 81 et la voie ferrée RN 81 Voie SNCF Fontis minier N m Illustration 4 - SAINT-PANTALEON (71) - Extrait du plan des galeries de la concession minière des Telots (1956). 12 BRGM/RP FR Rapport final

14 D après ce plan (illustration 4), la plupart des galeries orientées Ouest-Est avec une cote plancher de 292,6 NGF (soit moins de 7,5 m de recouvrement) semblent s arrêter à la limite de la voie communale, sans passer sous les voies ferrées ou encore la Route Nationale. Ce plan met également en évidence l existence d autres galeries qui sous-cavent la route nationale, la voie ferrée et la voie communale en plusieurs points. Le fontis observé se situant légèrement hors-plan, nous ne disposons pas d informations supplémentaires. L état de remblaiement des galeries est également inconnu à ce jour ; selon leur profondeur, elles peuvent être inondées. BRGM/RP FR Rapport final 13

15 5. Désordres observés en février 2007 La visite de la cavité mise au jour a permis de reconnaître sa géométrie et de formuler une hypothèse expliquant son origine. Des photographies sont annexées en fin de rapport GEOMETRIE DES DESORDRES EN SURFACE Sur site, il a été observé un effondrement localisé sur l extrémité Est de la chaussée de la voie communale (dimensions 90 cm x 60 cm). Cet orifice de surface débouche sur une cavité sous-terraine aux dimensions plus importantes, jusqu à une profondeur de 6,5 m GEOMETRIE DES DESORDRES EN PROFONDEUR Les observations effectuées sur place semblent indiquer qu il pourrait s agir ici d un fontis minier, c'est-à-dire d un effondrement progressif du toit de la galerie. La remontée successive de la «cloche de fontis, a fini par créer un effondrement jusqu à la surface. La cavité visitée s apparente à une ellipse orientée NO-SE. Elle sous-cave une partie de la voie communale en se prolongeant vers le Nord-Ouest. Son extension Sud-Est semble plus limitée. Les dimensions approximatives de la cavité sont les suivantes : Longueur : 4,7 m Largeur : > 2 m Hauteur du toit : de 6,5 à 2 m très rapidement, puis de 2 à 0 m. N h = 0,4 m Cavité souterraine h = 2,0 m h = 6,5 m Fontis en surface Illustration 5 : SAINT-PANTALEON (71) - Schéma de l emprise de la cavité (vue en plan). La hauteur de plafond de la cavité est également indiqué (h, en mètres). 14 BRGM/RP FR Rapport final

16 Le fond N-O de la cavité était inaccessible lors de notre visite : remblais et/ou matériaux remaniés jusqu au toit. Le fond S-E de la cavité se limite à moins d un mètre au droit de l orifice de surface OBSERVATIONS GEOLOGIQUES ET HYDROGEOLOGIQUES D après les reconnaissances visuelles des parois de la cavité, les premiers mètres depuis la surface sont constitués d alluvions essentiellement sableuses. Elles recouvrent un substratum rocheux constitué de schistes bitumineux fracturés. Une mesure de pendage de la schistosité a été réalisée : N190 / 23 N. Dans la cavité, aucune venue d eau n a été constatée, mais de nombreux suintements étaient visibles sur les parois des schistes bitumineux. Des dépôts argileux ont été observés dans les fissures. BRGM/RP FR Rapport final 15

17 6. Evolution prévisible et recommandations A ce jour, aucun élément (visite de la cavité, examen des plans et recherches bibliographiques au Musée d Autun) ne permet d affirmer ou d infirmer que la galerie responsable du fontis ouvert sur la voie communale sous-cave la voie ferrée ou la route nationale RN 81. Par contre, le plan minier montre l existence de galeries sous-cavant en différents points la RN 81 et/ou la voie ferrée et/ou les voies communales des environs. En fonction de leurs caractéristiques (dimensions, profondeur, ), d autres évènements du même type ne sont pas à exclure sur la commune, en fonction de l état des galeries (qualité de remblaiement, hauteur de recouvrement, ). Ces dernières peuvent être inondées. Suite aux observations effectuées sur place et à la vue des plans fournis par la ville d Autun, nous recommandons les mesures suivantes : Recommandations immédiates : Fermeture de la voie communale à la circulation jusqu à la réalisation d une campagne de reconnaissances géophysiques (détaillée ci-dessous). Comblement du fontis ouvert par matériaux légèrement graveleux. Ce remblaiement pourra se faire par voie humide afin de s assurer du comblement de tout l espace vide. A ce jour, le fontis observé ne semble pas montrer d extension de cavité sous la voie ferrée ou sous la RN 81, mais l aléa d effondrement n en est pas diminué pour autant. La limite de vitesse à 70 km/h en vigueur avant l apparition du fontis, aussi bien pour la voie ferrée que la route nationale, devra être respectée. Dans les meilleurs délais (1 mois) : Réalisation d une étude géophysique destinée à identifier d éventuelles galeries et/ou phénomènes de fontis qui sous-caveraient la voie communale, la voie ferrée et la route nationale RN 81. La méthode microgravimétrique (avec des profils parallèles à la route) paraît la plus adaptée. Elle pourra éventuellement être couplée à une méthode sismique SASW. Des sondages mécaniques devront par la suite compléter cette étude en cas de découverte d anomalie. La prestation du BRGM se limitant à donner un avis technique aux services de l administration lors d une situation de crise, la suite des travaux d étude et de réalisation devra être confiée à une entreprise spécialisée privé qui devra fournir un devis des études et des travaux à réaliser pour assurer une sécurité durable à cet endroit. 16 BRGM/RP FR Rapport final

18 7. Conclusions Les désordres observés en surface à SAINT-PANTALEON (71) proviennent de l effondrement d une cavité souterraine vraisemblablement liée à la présence d anciennes galeries minières aujourd hui inexploitées dans les schistes bitumuneux. La cloche de fontis ainsi créée ne semble pas s étendre au-delà de la voie communale. Il ne nous est pas possible, par le manque d informations bibliographiques et l absence de reconnaissances géotechniques, d infirmer ou de confirmer que la galerie responsable de cet évènement se prolonge sous les autres ouvrages (voie ferrée et RN 81). D autres évènements du même type que celui étudié ici sont donc envisageables. L existence d autres galeries sous-terraines sous-cavant ces ouvrages sur la commune de SAINT-PANTALEON semble avérée d après le plan de concession de la mine des Telots. D autres évènements du même type que celui étudié ici sont donc envisageables, notamment sous les ouvrages. A court terme, un remblaiement du fontis existant et des mesures de précaution (limite de vitesse) ont été demandées. A plus long terme, une étude géophysique est nécessaire pour déterminer la présence d éventuelles anomalies dans le sous-sol. Des sondages mécaniques pourront alors préciser les risques encourus. BRGM/RP FR Rapport final 17

19

20 Annexe 1 Planches photographiques BRGM/RP FR Rapport final 19

21

22 BRGM/RP FR Rapport final 21

23 22 BRGM/RP FR Rapport final

24 Centre scientifique et technique 3, avenue Claude-Guillemin BP Orléans Cedex 2 France Tél. : Service géologique régional Bourgogne-Franche Comté Parc Technologique 27, rue Louis de Broglie DIJON - France Tél. :